表面施胶的作用及影响因素

这是使纸张浸渍在放入施胶剂的槽中的 方法。 具有延长接触时间的优点。 但除了特别 需要增加涂布量的某种特殊情况外，一般不 太使用。就历史来看， 虽比施胶压榨还早， 然 而， 运行和控制并非方便， 基本上都已被施胶 压榨所取代。 &’ $ 机外施胶的方法
有些涂布机被用作机内或机外施胶，譬 如比尔刮刀涂布机和双刮刀涂布机等。 &’ 9 压光机施胶
就提高纸张施胶特性、表面物理强度及 印刷适性而言， 主要在施胶压榨阶段， 将表面 施胶剂和对表面具有粘结性的高分子粘结剂 混合起来涂布于纸张表面来进行表面施胶。 纸张差不多都要经某种形式印刷，由于制浆 原料的多样化；有些木材中巨大导管引起的 麻烦—— — 导管障碍增加；胶版印刷的高速化 和油墨粘度提高而产生的掉毛事故等等，因 此施胶压榨的处理显得重要起来。表面施胶 的重要性根据纸张的用途而有所不同。 "& % 高级纸
为了均匀地将施胶剂涂布在纸的表面， 需要很好地控制下述纸页本身的性质和施胶 液的特性。 施胶压榨、 压光机等纸机条件当然 也影响表面施胶。 %& ! 纸页的性质
纸是纤维在平面上交错排列的薄叶物， 由针叶木浆抄成的纸， ! 克中排列有 "## 万 根纤维， 纸的多孔性是纸的最基本性质之一， 与纸的其它所有性质有关。 用水和石蜡 ’ 本烷 烃 ( 通过 ’ 比重瓶法 ( 测定纸的孔隙率来考察 孔隙率和表面处理的关系如表 ! 所示。用水 时通常比用石蜡时的测定值大。说明小分子 的水容易浸到纤维微囊间隙中，而大分子无 极性的石蜡就比较困难。 另外， 从纤维间主要 是氢键结合方面来考虑表面处理剂时，用水 系处理剂时， 氢键的一部分被水破坏， 这部分 浸入处理剂，由处理剂的氢键结合力产生纤 维 !处理剂 ! 纤维间的重新结合。非水系溶 剂处理剂不破坏纤维间的结合，预计在其它 地方产生结合。 表"
这 是一 种 比 采 用 通 常 施 胶 压榨 能 大 量 地、 高精确地涂布高粘度淀粉的方法。 这种方 法采用成对的门辊，在各上料辊上计量并转 移淀粉膜层。 纸不通过施胶液层， 而是通过压 区， 与上料辊上的淀粉膜接触， 再转移到纸张 表面。供给施胶液是门辊之间的压区。所以， 纸页两面可以涂布不同种类的表面施胶剂。 &’ 8 特殊表面施胶装置
Байду номын сангаас
!
天津造纸 "##$ 年第 " 期 比和叩解度后所应显出的效果在表面施胶阶 段也可以达到。 另外， 对于抑制胶版纸的表面 起毛是非常奏效的。再者， 像肥皂包装纸， 采 取表面施胶后会赋予一种对付碱等特殊物质 的保护作用。 %& $ 对油渗透的效果 与书写性和印刷性也有密切的关系，是很重 要的。 一般来说， 进行表面施胶则减少油墨对 纸张的渗透性， 因而容易去除消字的油墨； 由 于纤维之间结合增加，因此增大了纤维对于 磨擦的抵抗性， 等等， 这样提高了消字性。 %& ) 对纸张物性的效果
随着采取中性造纸，增加了碳酸钙系填 料的利用， 然而， 为了提高印刷适性， 需要通 过施胶压榨涂布补强剂和施胶剂。 "% & 纸板
瓦楞纸板原纸情况，与低价进口纸的竞 争已变得激烈， 为了降低成本， 增加了瓦楞纸 中废纸的利用。 针对防止耐破度、 环压强度为 主的纸张强度下降的措施变得重要起来。因 此， 增加微小纤维的比例， 提高微小纤维的得 率显得重要了。特别是瓦楞芯层纸和白板纸 情况，为了应付废纸变化所引起的灰分和微 小纤维增加而造成的滤水性下降，开始大量 使用助滤剂。进而， 为了赋予纸张表面强度， 表面施胶剂变得重要。多层抄造的纸板为了 提高印刷适性和制盒适性，挺度和层间剥离 强度特别重要。往往采取层间喷加淀粉并进 行表面施胶。这种情况，为了使淀粉溶液稳 定， 糊化均匀， 提高层间强度， 往往在淀粉溶 液 中 加 聚 丙 烯 酰 胺 ’ ()* + 和 聚 乙 烯 醇 ’ (,) + 。 瓦楞纸板原纸情况， 一般要提高挺度， 硬 化表面层的施胶压榨是有效的。 因此， 正在增 加采用施胶压榨。 但是， 为了降低表面层在贴
松香或妥尔油及邻苯二甲酸的醇酸树脂 皂化物 石油树脂和松香的皂化物 $% $ 阳离子苯乙烯系高分子
阳离子丙烯酸单体和苯乙烯的共聚物 苯乙烯系聚合物和石油树脂蜡的混合物 $% & 阳离子异氰酸酯系高分子
聚异氰酸酯和双羟脂肪族化合物及含双 羟的 $ 级氮化合物。 上述中，目前苯乙烯和丙烯酸单体或顺 丁烯二酸酐共聚物以及顺丁烯二酸酐化石油 树脂改性醇酸树脂以阴离子型为主。 $% / 蜡乳液
它与上述的不同， 不溶解于水， 赋予纸张 防水性和抗水性。但是这种情况并不形成连 续的膜，而是由于纤维被蜡的微小颗粒所覆 盖， 对水的接触角变大。 $% 0 其它
其它的物质虽没有成膜性，但是与纤维 !
天津造纸 #""$ 年第 # 期 进行化学性反应， 赋予防水性。 譬如硬脂酸盐 化铬络合体、 铬 % 氟化合物、 乙烯酮二聚体及 硅树脂等。 ! 表面施胶的方法 器。 &’ & 采取喷雾添加的方法
印刷高光泽油墨的印刷纸、石蜡涂布原 纸、 油脂性食品包装纸等纸张， 油渗透特别成 问题。 耐油性的纸要么空隙率非常低， 要么在 纸的表面用耐油性物质的皮膜形成薄膜。但 表面施胶情况， 用对油的接触角大， 且具有形 成连续性、低空隙膜层能力的药品进行处 理。 印刷时， 如果表面施胶不起效的话， 印刷 时的油墨吸收量过多，则会成为单调的印刷 加工。如果效果太大， 则油墨干燥迟缓， 发生 透印和斑点。 %& ’ 对书写性的效果
上述 ( &’ ! ) 、( &’ # ) 情况都是在纸机上进 行施胶处理。 机外施胶情况， 施胶槽和干燥器 是分开的。它只用于浸渍纸和湿润包装纸等 特殊的用途。施胶处理后既便留有水分也照 样卷取，在施胶液均匀地渗透后再送到干燥 !"
压 光机 施 胶 只 用 于 纸 板 这 种定 量 高 的 纸。一般低定量的纸， 采用施胶压榨， 靠后工 序进行干燥。然而， 厚纸情况， 用压光机进行 施胶后，进入压光机组的纸板持有相当高的
作为外加施胶剂的表面施胶剂作大致划 分， 以下述 $% - . $% & 类为主。 $% 阴离子高分子
为了防止低定量化引起透印，已开始添 加白碳，为了防止掉粉和起毛，除了浆内施 胶， 纸张表面补强剂的使用特别必要。 "% $ 涂布原纸
苯乙烯 . 顺丁烯酸系共聚物 ’ 及其烷基 金属盐、 铵盐 + 丙烯酸和丙烯酸衍生物的共聚物的碱金 属盐 苯乙烯 . 丙烯酸的共聚物 $% " 阴离子低分子
天津造纸 "##$ 年第 " 期
表面施胶的作用及影响因素
张国运 ( 陕西科技大学 摘 陕西咸阳， !%"#)% * 要
本文着重阐述了表面施胶的目的，表面施胶与纸张用途的关系，表面施胶 的分类、 方法、 影响因素及存在的问题。 关键词： 表面施胶 表面施胶剂 目的 方法 因素
表面施胶剂是在纸或纸板的两面，以含 一种或多种物质的水分散液，在特定的设备 中进行施胶的一种方法。一般采用机内表面 施胶，即在纸机干燥部适当位置装设表面施 胶装置，使纸或纸板在未完全干燥时涂上一 层施胶剂，再经干燥后使其表面形成一层胶 膜。 对于含有较多非木材纤维的纸种来说， 要 获得较高的表面强度，印刷适性和纸页形稳 性， 必须采用表面施胶， 并选择较好的表面施 胶剂， 以提高纸张的质量。 ! 表面施胶的目的
经表面施胶，对于印刷油墨的接触角变 大， 平滑性增加， 空隙率减少。 因此， 提高了书 写性。另外， 施胶剂形成薄膜， 防止油墨粒子 在纸张表面扩散、 渗墨。一般来说， 由于油墨 的种类不同， 书写性差异很大。有的情况， 如 记录仪用的油墨，混合甘油后会使干燥缓 慢。 如原珠笔那种非水性的油墨， 在无施胶纸 上也能书写。 %& ( 对消字性的效果
这是指既不损伤纸张而能消退写在纸上 的文字的性质。 纸张对油墨渗透的抵抗性、 纸 张的磨耗特性、表面平滑性、薄膜的稳定性、 消字后施胶度的保持性等重合地相联系。这 !
近几年， 随着转向中性造纸， 增加了廉价 碳酸钙系填料的使用，有的添加 $#* ，甚至
天津造纸 "##$ 年第 " 期 更高。这样，表面的留着和施胶效果尤为重 要。 由于提高了施胶压榨药品量和技术， 纸张 表面物理强度比过去有了大幅度的提高。 "% " 新闻纸 合机上浆时对浆料水分的吸收性，往往会在 贴合作业时发生麻烦。 ! 表面施胶剂的分类
几方面。 %& % 与浆内施胶的关系
淀粉同纸一样， 对水的接触角是小的。 所 以， 即使用淀粉作表面施胶， 实质上纸的抗水 性并不提高。 但是， 油墨的渗透时间会延长。 然而，如果说施胶的主要目的是赋予纸张对 于书写墨水那种胶体溶液和印刷油墨那种油 性载体的抵抗性的话，那未就不能说抗水性 对表面施胶是特别的必要。浆内施胶度相同 的两种纸， 也可能表面施胶度明显不同。 印刷 时用水浸渍纸时，有时纸表面的纤维会浮起 来。然而， 这通过用淀粉作表面施胶， 可以防 止。 %& " 对于纸张表面特性的效果
在赋予施胶效果， 即抗水性的同时， 由于 施胶剂渗透到纸中， 因此， 增加了纤维之间的 结合， 提高了耐破度、 拉力强度和耐折度。另 外， 由于表面纤维牢固地粘结于纸页表面， 因 此， 不易产生起毛现象。一般来说， 通过表面 施胶， 强度提高相当之大。所以， 采取表面施 胶可以赋予同原料制备阶段叩解所产生的效 果和同使用长纤维才能得到的一样效果。当 纸张是多孔性的情况， 通过表面施胶， 药品渗 渍到内部， 强度提高特别大。另外， 施胶压榨 处理会给下道工序的涂布带来很大的效果。 ! 表面施胶与纸张的用途
天津造纸 "##$ 年第 " 期 潜热， 因此， 不需用附加干燥。压光机施胶是 纸板制造的最后工序， 在印刷、 上蜡加工、 贴 合等以后的工艺过程中，它作为可以控制纸 板表面特性的最后机会是特别重要的。 ! 影响表面施胶的因素 看， 一般是在 #& #% ) * 微米之间， 在考虑到表 面处理剂的渗透状态时，纸的多孔性是极其 重要的。例如， 使用相同的表面施胶剂， 溶液 状态的和乳液状态的其施胶效果有很大差 异。 溶液状态的具有许多优点， 这可能是与粒 子直径有关的渗透性的差别影响施胶效果。 液体向纤维毛细管中的渗透，可用 +,./0 ) 1/023,45 式来说明，渗透深度是与毛细 管径和液体的表面张力的平方根成正比，与 液体粘度的平方根成反比。除了与涂布液和 纸的润湿性有关外， 还与后叙的操作性有关， 是极其重要的性质。 +,./0 ) 1/023,45 公式： 2< 4!.=0# > 6 ""